Бактеріальна штучна хромосома (bacterial artificial chromosome, BAC ) - це ДНК-конструкція, розроблена на основі плазміди функціональної фертильності (або F-плазміди ), що використовується для трансформації та клонування бактерій, як правило, E. coli. Вибір F-плазміди зумовлений тим, що вона містить гени розподілу, які сприяють рівномірному розходженню плазмід після поділу бактеріальної клітини. Зазвичай розмір вставки для бактеріальної штучної хромосоми становить 150–350 тисяч пар основ . Подібний клонувальний вектор, що називається PAC, також було розроблено на основі ДНК бактеріофага P1.
BAC часто використовуються для секвенування геному організмів у геномних проектах, наприклад, в проекті "геном людини" . Короткі частини ДНК організму ампліфікуються, як вставки в BAC, а потім секвенуються. Після цього, секвеновані частини збирають in silico, отримуючи в результаті геномну послідовність організму. BACs були замінені більш швидкими і менш трудомісткими методами секвенування, такими як повногеномне секвенування методом дробовика, а останнім часом і методами секвенування нового покоління (next generation sequencing).
Типові компоненти в складі BAC
- repE
- для реплікації плазміди та регулювання кількості її копій.
- parA і parB
- для розподілу плазмідної ДНК на дочірні клітини під час поділу та стабільне підтримання її вмісту в клітинах.
- Селективний маркер
- для антибіотикорезистентності ; деякі BAC також мають ген β-галактозидази (lacZ) в сайті клонування для біло-синього скринінгу .
- T7 & Sp6
- фагові промотори для транскрипції вставлених генів.
Використання для моделювання хвороб
Спадкові захворювання
Зараз BAC використовуються більшою мірою для моделювання генетичних захворювань, часто разом з використанням трансгенних мишей. BAC можуть бути корисними у таких дослідженнях, оскільки складні гени іноді мають декілька регуляторних елементів перед кодуючою послідовністю, зокрема різні промоторні послідовності, що регулюватимуть рівень експресії гена. BAC з певним успіхом використовували при вивченні на мишах неврологічних захворювань, таких як хвороба Альцгеймера або у дослідженні анеуплоїдії, пов’язаної з синдромом Дауна. Були також дослідження, де їх застосовували для вивчення конкретних онкогенів, пов’язаних з раком. При моделюванні генетичних захворювань BAC з відповідною вставкою доставляється в модельний організм шляхом електропорації/трансформації, трансфекції відповідним вірусом або за допомогою мікроін'єкцій. BAC також можна застосовувати для виявлення генів або великих послідовностей, а потім використовувати їх для картування на хромосомі людини за допомогою BAC-мікрочипів. Перевагою BAC у дослідженнях такого роду є те, що вони вміщують набагато більші за довжиною послідовності без ризику їх перебудови, і тому є більш стійкими, ніж інші типи клонувальних векторів.
Інфекційні захворювання
Геноми кількох великих ДНК-вірусів та РНК-вірусів були клоновані в BAC. Такі конструкції називають "інфекційними клонами", оскільки трансфекція BAC-вектору в клітини-господарі є достатньою для ініціювання вірусної інфекції. Інфекційна властивість цих BAC зробила доступнішим вивчення багатьох вірусів, таких як герпесвіруси, поксвіруси та коронавіруси. Молекулярні дослідження цих вірусів тепер можна проводити, використовуючи генетичні методи для здійснення мутацій в BAC, поки вона знаходиться в бактеріях. У таких методах використовують лінійні або кільцеві таргетні вектори для проведення гомологічної рекомбінації.
Примітки
- O'Connor M, Peifer M, Bender W (June 1989). Construction of large DNA segments in Escherichia coli. Science. 244 (4910): 1307—12. doi:10.1126/science.2660262. PMID 2660262.
- Shizuya H, Birren B, Kim UJ, Mancino V, Slepak T, Tachiiri Y, Simon M (September 1992). Cloning and stable maintenance of 300-kilobase-pair fragments of human DNA in Escherichia coli using an F-factor-based vector. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 89 (18): 8794—7. doi:10.1073/pnas.89.18.8794. PMC 50007. PMID 1528894.
- Shizuya H, Kouros-Mehr H (March 2001). The development and applications of the bacterial artificial chromosome cloning system (PDF). The Keio Journal of Medicine. 50 (1): 26—30. doi:10.2302/kjm.50.26. PMID 11296661.
- Stone NE, Fan JB, Willour V, Pennacchio LA, Warrington JA, Hu A, de la Chapelle A, Lehesjoki AE, Cox DR, Myers RM (March 1996). Construction of a 750-kb bacterial clone contig and restriction map in the region of human chromosome 21 containing the progressive myoclonus epilepsy gene. Genome Research. 6 (3): 218—25. doi:10.1101/gr.6.3.218. PMID 8963899.
- Almazán F, González JM, Pénzes Z, Izeta A, Calvo E, Plana-Durán J, Enjuanes L (May 2000). Engineering the largest RNA virus genome as an infectious bacterial artificial chromosome. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 97 (10): 5516—21. doi:10.1073/pnas.97.10.5516. PMC 25860. PMID 10805807.
- Domi A, Moss B (September 2002). Cloning the vaccinia virus genome as a bacterial artificial chromosome in Escherichia coli and recovery of infectious virus in mammalian cells. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 99 (19): 12415—20. doi:10.1073/pnas.192420599. PMC 129459. PMID 12196634.
- Messerle M, Crnkovic I, Hammerschmidt W, Ziegler H, Koszinowski UH (December 1997). Cloning and mutagenesis of a herpesvirus genome as an infectious bacterial artificial chromosome. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 94 (26): 14759—63. doi:10.1073/pnas.94.26.14759. PMC 25110. PMID 9405686.
- Feederle R, Bartlett EJ, Delecluse HJ (December 2010). Epstein-Barr virus genetics: talking about the BAC generation. Herpesviridae. 1 (1): 6. doi:10.1186/2042-4280-1-6. PMC 3063228. PMID 21429237.
{{}}
: Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом ()
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Bakterialna shtuchna hromosoma bacterial artificial chromosome BAC ce DNK konstrukciya rozroblena na osnovi plazmidi funkcionalnoyi fertilnosti abo F plazmidi sho vikoristovuyetsya dlya transformaciyi ta klonuvannya bakterij yak pravilo E coli Vibir F plazmidi zumovlenij tim sho vona mistit geni rozpodilu yaki spriyayut rivnomirnomu rozhodzhennyu plazmid pislya podilu bakterialnoyi klitini Zazvichaj rozmir vstavki dlya bakterialnoyi shtuchnoyi hromosomi stanovit 150 350 tisyach par osnov Podibnij klonuvalnij vektor sho nazivayetsya PAC takozh bulo rozrobleno na osnovi DNK bakteriofaga P1 BAC chasto vikoristovuyutsya dlya sekvenuvannya genomu organizmiv u genomnih proektah napriklad v proekti genom lyudini Korotki chastini DNK organizmu amplifikuyutsya yak vstavki v BAC a potim sekvenuyutsya Pislya cogo sekvenovani chastini zbirayut in silico otrimuyuchi v rezultati genomnu poslidovnist organizmu BACs buli zamineni bilsh shvidkimi i mensh trudomistkimi metodami sekvenuvannya takimi yak povnogenomne sekvenuvannya metodom drobovika a ostannim chasom i metodami sekvenuvannya novogo pokolinnya next generation sequencing Tipovi komponenti v skladi BACrepE dlya replikaciyi plazmidi ta regulyuvannya kilkosti yiyi kopij parA i parB dlya rozpodilu plazmidnoyi DNK na dochirni klitini pid chas podilu ta stabilne pidtrimannya yiyi vmistu v klitinah Selektivnij marker dlya antibiotikorezistentnosti deyaki BAC takozh mayut gen b galaktozidazi lacZ v sajti klonuvannya dlya bilo sinogo skriningu T7 amp Sp6 fagovi promotori dlya transkripciyi vstavlenih geniv Vikoristannya dlya modelyuvannya hvorobSpadkovi zahvoryuvannya Zaraz BAC vikoristovuyutsya bilshoyu miroyu dlya modelyuvannya genetichnih zahvoryuvan chasto razom z vikoristannyam transgennih mishej BAC mozhut buti korisnimi u takih doslidzhennyah oskilki skladni geni inodi mayut dekilka regulyatornih elementiv pered koduyuchoyu poslidovnistyu zokrema rizni promotorni poslidovnosti sho regulyuvatimut riven ekspresiyi gena BAC z pevnim uspihom vikoristovuvali pri vivchenni na mishah nevrologichnih zahvoryuvan takih yak hvoroba Alcgejmera abo u doslidzhenni aneuployidiyi pov yazanoyi z sindromom Dauna Buli takozh doslidzhennya de yih zastosovuvali dlya vivchennya konkretnih onkogeniv pov yazanih z rakom Pri modelyuvanni genetichnih zahvoryuvan BAC z vidpovidnoyu vstavkoyu dostavlyayetsya v modelnij organizm shlyahom elektroporaciyi transformaciyi transfekciyi vidpovidnim virusom abo za dopomogoyu mikroin yekcij BAC takozh mozhna zastosovuvati dlya viyavlennya geniv abo velikih poslidovnostej a potim vikoristovuvati yih dlya kartuvannya na hromosomi lyudini za dopomogoyu BAC mikrochipiv Perevagoyu BAC u doslidzhennyah takogo rodu ye te sho voni vmishuyut nabagato bilshi za dovzhinoyu poslidovnosti bez riziku yih perebudovi i tomu ye bilsh stijkimi nizh inshi tipi klonuvalnih vektoriv Infekcijni zahvoryuvannya Genomi kilkoh velikih DNK virusiv ta RNK virusiv buli klonovani v BAC Taki konstrukciyi nazivayut infekcijnimi klonami oskilki transfekciya BAC vektoru v klitini gospodari ye dostatnoyu dlya iniciyuvannya virusnoyi infekciyi Infekcijna vlastivist cih BAC zrobila dostupnishim vivchennya bagatoh virusiv takih yak gerpesvirusi poksvirusi ta koronavirusi Molekulyarni doslidzhennya cih virusiv teper mozhna provoditi vikoristovuyuchi genetichni metodi dlya zdijsnennya mutacij v BAC poki vona znahoditsya v bakteriyah U takih metodah vikoristovuyut linijni abo kilcevi targetni vektori dlya provedennya gomologichnoyi rekombinaciyi PrimitkiO Connor M Peifer M Bender W June 1989 Construction of large DNA segments in Escherichia coli Science 244 4910 1307 12 doi 10 1126 science 2660262 PMID 2660262 Shizuya H Birren B Kim UJ Mancino V Slepak T Tachiiri Y Simon M September 1992 Cloning and stable maintenance of 300 kilobase pair fragments of human DNA in Escherichia coli using an F factor based vector Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 89 18 8794 7 doi 10 1073 pnas 89 18 8794 PMC 50007 PMID 1528894 Shizuya H Kouros Mehr H March 2001 The development and applications of the bacterial artificial chromosome cloning system PDF The Keio Journal of Medicine 50 1 26 30 doi 10 2302 kjm 50 26 PMID 11296661 Stone NE Fan JB Willour V Pennacchio LA Warrington JA Hu A de la Chapelle A Lehesjoki AE Cox DR Myers RM March 1996 Construction of a 750 kb bacterial clone contig and restriction map in the region of human chromosome 21 containing the progressive myoclonus epilepsy gene Genome Research 6 3 218 25 doi 10 1101 gr 6 3 218 PMID 8963899 Almazan F Gonzalez JM Penzes Z Izeta A Calvo E Plana Duran J Enjuanes L May 2000 Engineering the largest RNA virus genome as an infectious bacterial artificial chromosome Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 97 10 5516 21 doi 10 1073 pnas 97 10 5516 PMC 25860 PMID 10805807 Domi A Moss B September 2002 Cloning the vaccinia virus genome as a bacterial artificial chromosome in Escherichia coli and recovery of infectious virus in mammalian cells Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 99 19 12415 20 doi 10 1073 pnas 192420599 PMC 129459 PMID 12196634 Messerle M Crnkovic I Hammerschmidt W Ziegler H Koszinowski UH December 1997 Cloning and mutagenesis of a herpesvirus genome as an infectious bacterial artificial chromosome Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 94 26 14759 63 doi 10 1073 pnas 94 26 14759 PMC 25110 PMID 9405686 Feederle R Bartlett EJ Delecluse HJ December 2010 Epstein Barr virus genetics talking about the BAC generation Herpesviridae 1 1 6 doi 10 1186 2042 4280 1 6 PMC 3063228 PMID 21429237 a href wiki D0 A8 D0 B0 D0 B1 D0 BB D0 BE D0 BD Cite journal title Shablon Cite journal cite journal a Obslugovuvannya CS1 Storinki iz nepoznachenim DOI z bezkoshtovnim dostupom posilannya